厭氧——人工濕地處理農(nóng)村生活污水的研究進(jìn)展

□ 蔡秀萍

我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)村地域遼闊，人口達(dá)6.7億多人，每天生產(chǎn)生活污水?dāng)?shù)千萬(wàn)噸。根據(jù)國(guó)家環(huán)保部的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國(guó)農(nóng)村有3億多人喝不上安全飲用水，其中超過(guò)60%是由于非自然因素導(dǎo)致的飲用水質(zhì)不達(dá)標(biāo)；據(jù)建設(shè)部的《村莊人居環(huán)境現(xiàn)狀與問(wèn)題》調(diào)查報(bào)告顯示，96%的農(nóng)村沒(méi)有排水溝渠和污水處理系統(tǒng)，污水直接就地勢(shì)排入周邊水體，造成河流、水塘等水環(huán)境污染，是農(nóng)村重大的安全隱患。有資料表明，2007年，我國(guó)農(nóng)村污水排放總量已超過(guò)90億噸，而實(shí)際處理率尚不及1%。受農(nóng)村實(shí)際經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件制約，傳統(tǒng)二級(jí)處理工藝耗資巨大，管理運(yùn)行困難，不適用于農(nóng)村生活污水的治理。相較于傳統(tǒng)處理工藝，人工濕地具有處理效果好、投資少、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便、可美化環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。人工濕地進(jìn)行污水凈化是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種廢水處理新技術(shù)，是一種生態(tài)型污水治理方法，是可作為傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)的一種有效替代方案，越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視和關(guān)注。在國(guó)內(nèi)外農(nóng)村和小規(guī)模生活污水的治理中都表現(xiàn)出了很好的適用性，對(duì)人工濕地的合理建設(shè)和運(yùn)行可有效防治農(nóng)村生活污水的污染。

一、農(nóng)村污水的特點(diǎn)

農(nóng)村用水一般以河水、井水和自來(lái)水三者結(jié)合使用，自來(lái)水為飲用水原，河水、井水作為輔助用水用于衣服洗滌、沖刷地面、飼養(yǎng)家禽等，這些用水分散，農(nóng)村沒(méi)有任何收集的設(shè)施，隨著雨水的沖刷，隨著地表流入河流、湖沼、溝渠、池塘、水庫(kù)等地表水體、土壤水和地下水體，其中有機(jī)物含量大是其主要的特點(diǎn)。農(nóng)村生活污水中有機(jī)物含量高，氮、磷含量增多。人們無(wú)意識(shí)的排放和雨水的沖刷，使大量的有機(jī)質(zhì)和氮、磷等物質(zhì)流入湖泊等水體，如果不加以處理利用，常常會(huì)引起富營(yíng)養(yǎng)化，給人們的身體健康帶來(lái)不利影響。農(nóng)村生活污水主要特征如下：

一是農(nóng)村生活污水排量少。我國(guó)農(nóng)村人口分布廣泛，居住分散，且大部分地區(qū)沒(méi)有污水排放管網(wǎng)，居民習(xí)慣在溪河中洗刷衣物，而且老舊房屋衛(wèi)生間絕大部分沒(méi)有設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)化糞池，大多數(shù)只是設(shè)置了簡(jiǎn)易滲坑。實(shí)地調(diào)查表明，這類簡(jiǎn)易滲坑很少有污水流出，污水基本通過(guò)滲透作用滲入土壤，因而能收集的污水水量比較小。

二是大部分農(nóng)村生活污水的性質(zhì)相差不大。水中重金屬和有毒有害物質(zhì)極低，有機(jī)物和氮磷濃度高，可生化性一般較好。

三是間歇性排放，日變化系數(shù)大。一般農(nóng)村生活污水排放量早晚比白天大，夜間排水量小，甚至可能斷流，水量變化明顯，變化幅度大。

二、厭氧——人工濕地生活污水處理技術(shù)

農(nóng)村生活污水的處理應(yīng)選用投資少、運(yùn)行管理方便、費(fèi)用低的小型分散式處理方法為主。人工濕地是一個(gè)綜合的生態(tài)系統(tǒng)，具有緩沖容量大、處理效果好、工藝簡(jiǎn)單、投資少、耗電低、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，它應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生、物質(zhì)循環(huán)再生原理和結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則，在促進(jìn)污水中污染物質(zhì)良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境的再次污染，從而獲得污水處理與資源化的最佳效益。

厭氧——人工濕地組合處理技術(shù)處理農(nóng)村污水一般工藝流程如下：

生活污水厭氧處理工藝和人工濕地生活污水處理工藝這兩項(xiàng)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)比較明顯，技術(shù)也比較成熟。前處理厭氧發(fā)酵充分，有機(jī)物的去除效率較高，其主要問(wèn)題是對(duì)懸浮物、氨氮和磷的去除效果差一些。但人工濕地的缺陷是進(jìn)水要求比較高，必須通過(guò)前處理去除生活污水中大顆粒雜質(zhì)，避免引起濕地濾料的堵塞，而人工濕地去除氨氮和磷的效果卻非常好。通過(guò)填料粒徑級(jí)配合理調(diào)整，濾清出水，懸浮物定能達(dá)標(biāo)。這兩項(xiàng)技術(shù)在處理生活污水方面恰好能取長(zhǎng)補(bǔ)短，將它們有機(jī)地結(jié)合起來(lái)處理效果非常好。

陳和平等利用厭氧接觸氧化池——垂直流人工濕地處理農(nóng)村生活污水，二級(jí)處理后污水中COD、TN、TP去除率分別達(dá)92.2%、75.6%、93.3%。浙江省寧波市鄞州區(qū)鄭家村利用“厭氧濾池+人工濕地污水處理工藝”處理農(nóng)村污水，日處理量為120噸，凈化后的水質(zhì)優(yōu)于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

三、厭氧——人工濕地技術(shù)處理農(nóng)村污水特點(diǎn)

（一）技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

1.采用厭氧——人工濕地組合工藝解決了單一處理工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的弊端。傳統(tǒng)人工濕地處理工藝有機(jī)負(fù)荷太高，單獨(dú)應(yīng)用其處理農(nóng)村生活污水一般不能使污水達(dá)標(biāo)，同時(shí)，單獨(dú)采用厭氧處理技術(shù)一般也無(wú)法達(dá)標(biāo)排放，而應(yīng)用厭氧——人工濕地組合處理工藝可以大幅度降低污水中有機(jī)物含量，減少了人工濕地負(fù)荷，可以使污水達(dá)到農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.傳統(tǒng)人工濕地占地面積太大，而采用這種組合處理工藝由于厭氧處理單元減小了人工濕地的壓力，從而可以大大縮小人工濕地的占地面積。

3.厭氧處理單元可以去除污水大量的懸浮物質(zhì)，避免人工濕地由于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行造成堵塞現(xiàn)象。

4.單獨(dú)采用厭氧處理技術(shù)，出水一般會(huì)產(chǎn)生惡臭氣味，采用潛流式人工濕地或在人工濕地中設(shè)置部分區(qū)域?yàn)闈摿魇綕竦乜梢远沤^臭味的產(chǎn)生。

5.可以實(shí)現(xiàn)處理和回用一體化。利用污水處理過(guò)程，因地制宜地合理選擇耐水、根系發(fā)達(dá)、多年生、耐寒，具有吸收氮、磷量大，兼顧觀賞性、經(jīng)濟(jì)性的水生或半水生及濕生植物，建造生態(tài)景觀，美化生活環(huán)境。

（二）技術(shù)缺點(diǎn)

厭氧——人工濕地處理工藝也有一定的缺陷，如在北方冬季的污水凈化效果會(huì)受到一定影響等。但綜合多種因素分析，它是新農(nóng)村建設(shè)中污水治理較佳的方案。

四、結(jié)論

厭氧——人工濕地生活污水處理不需要建居住區(qū)外的排水管道，投資省。厭氧處理與人工濕地組合工藝，可以分建或合建，可利用河塘邊坡、綠化地，不占或少占良地。厭氧發(fā)酵后的殘留物沼渣每年清掏一次，它是一種優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥，可作農(nóng)肥和集中居住小區(qū)綠化的肥料，不存在剩余污泥處理問(wèn)題。

人工濕地可與小區(qū)綠化有機(jī)結(jié)合，栽種觀賞植物，成為小區(qū)的一個(gè)景觀，可謂一舉多得。人工濕地凈化出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，可直接排入到環(huán)境水體，也可作小區(qū)景觀水體的補(bǔ)充水，或用來(lái)農(nóng)灌、澆花草。這在水資源缺乏地區(qū)是一種水資源循環(huán)利用的有效措施。在污水處理過(guò)程中如地形允許，可利用污水排放的水位差勢(shì)能，無(wú)須動(dòng)力提升，故無(wú)運(yùn)行能耗，只需少量定期維護(hù)管理的人工費(fèi)，如果考慮到沼氣的回收，還會(huì)創(chuàng)出一定的收益。